Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Дополнительная самодельная плата BFO 455 кГц

В радиоприемнике , частота гетеродин или BFO является выделенным генератор используется для создания звукового сигнала частоты от азбуки Морзе радиотелеграфии ( CW ) передач , чтобы сделать их слышимыми. Сигнал от BFO смешивается с принятым сигналом, чтобы создать гетеродин или частоту биений, которая слышится в динамике как тон. BFO также используются для демодуляции однополосных (SSB) сигналов, делая их понятными, по существу восстанавливая несущую, которая была подавлена ​​в передатчике. BFO иногда включаются в приемники связи.предназначен для слушателей коротких волн ; они почти всегда используются в радиолюбительских приемниках , которые часто принимают сигналы CW и SSB. [1]

Генератор частоты биений был изобретен в 1901 году канадским инженером Реджинальдом Фессенденом . То, что он назвал «гетеродинным» приемником, было первым применением принципа гетеродина .

Обзор [ править ]

В непрерывной волны (CW) радиопередачи, которая также называется радиотелеграфной или двухпозиционный манипуляция и назначенный Международным союзом электросвязи в качестве типа излучения A1A , информация передается импульсами немодулированной радио несущей волны , которые разъясняются текстовые сообщения в коде Морзе . Импульсы несущей разной длины, называемые "точками" и "тире" или "точками" и "точками", производятся оператором, быстро включающим и выключающим передатчик с помощью переключателя, называемого телеграфным ключом.. Это был первый тип радиопередачи, и в начале 20 века он широко использовался любителями для личных сообщений и коммерческих телеграмм . С появлением других типов модуляции его использование сократилось, и CW теперь используется радиолюбителями только для личных сообщений любителей и в остальном является устаревшим. [2]

Поскольку импульсы несущей не имеют звуковой модуляции , сигнал CW, принятый радиоприемником AM, просто звучит как тишина. [3] Чтобы сделать несущие импульсы слышимыми в приемнике, используется генератор частоты биений. BFO - это радиочастотный электронный генератор, который генерирует постоянную синусоидальную волну на частоте f BFO, которая смещена относительно промежуточной частоты f IF приемника. Этот сигнал смешивается с ПЧ перед вторым детектором ( демодулятором ) приемника . В детекторе две частоты складываются и вычитаются, а частота биений ( гетеродинная) в звуковом диапазоне приводит к различию между ними: f audio = | f IF - f BFO | который звучит как тональный сигнал в динамике приемника. Во время импульсов несущей генерируется частота биений, в то время как между импульсами несущая отсутствует, поэтому тональный сигнал не воспроизводится. Таким образом, BFO делает слышимыми «точки» и «тире» сигнала кода Морзе, звучащие в динамике как «гудки» разной длины. Слушатель, который знает азбуку Морзе, может декодировать этот сигнал, чтобы получить текстовое сообщение.

Первые BFO, которые использовались в радиоприемниках с ранней настройкой (TRF) в 1910-1920-х годах, бились с несущей частотой станции. Каждый раз, когда радио настраивалось на другую частоту станции, частота BFO также должна была изменяться, поэтому необходимо было настраивать генератор BFO на всю полосу частот, покрываемую приемником.

Поскольку в супергетеродинном приемнике разные частоты разных станций преобразуются смесителем на одну и ту же промежуточную частоту (ПЧ) , современные BFO, которые бьют с ПЧ, должны иметь только постоянную частоту. Может быть переключатель для выключения BFO, когда он не нужен, при приеме других типов сигналов, таких как AM или FM . На передней панели также обычно есть ручка для регулировки частоты BFO, чтобы изменить тон в небольшом диапазоне, чтобы удовлетворить предпочтения оператора.

Пример [ править ]

Для приемников, в которых их не было, были изготовлены отдельные генераторы BFO; Rohde und Schwarz STI4032 с 1944 года.
Один из первых грубых примеров BFO, тонального колеса Гольдшмидта . До изобретения ламповых генераторов в первых приемниках непрерывного излучения использовалось колесо с электрическими контактами вокруг его обода, вращающееся с высокой скоростью с помощью двигателя, чтобы прерывать ток и создавать радиочастотный сигнал, который будет отбиваться от входящего радиосигнала. В этом примере на трансатлантической приемной станции Такертон в Нью-Джерси в 1917 году был создан сигнал 40 кГц.

Приемник настроен на сигнал кода Морзе , и промежуточная частота приемника ( ПЧ ) равна f IF = 45000 Гц. Это означает, что точки и тире превратились в импульсы неслышимого сигнала частотой 45000 Гц.

Чтобы сделать их слышимыми, необходимо сместить частоту в звуковой диапазон, например f audio = 1000 Гц. Для этого желаемая частота BFO равна f BFO = 44000 или 46000 Гц.

Когда сигнал на частоте f IF смешивается с частотой BFO в каскаде детектора приемника, это создает две другие частоты или гетеродины : | f IF - f BFO |, и | f IF + f BFO |, Разность частот , е аудио = | f IF - f BFO | = 1000 Гц, также известна как частота биений .

Другой, суммарная частота , (F , если + Ж BFO ) = 89000 или 91000 Гц, является ненужной. Его можно удалить с помощью фильтра нижних частот , такого как динамик радио, который не может вибрировать на такой высокой частоте.

f BFO = 44000 или 46000 Гц дает желаемую частоту биений 1000 Гц, и любой из них может быть использован.

Изменяя частоту BFO около 44000 (или 46000) Гц, слушатель может изменять выходную звуковую частоту; это полезно для корректировки небольших различий между настройками передатчика и приемника, особенно полезно при настройке на голос с одной боковой полосой (SSB). Форма волны, создаваемая BFO, сопоставляется с сигналом ПЧ в каскаде смесителя приемника. Любой дрейф гетеродина или генератора биений влияет на высоту звука принимаемого звука, поэтому используются стабильные генераторы. [4]

Для приема с одной боковой полосой частота BFO настраивается выше или ниже промежуточной частоты приемника, в зависимости от того, какая боковая полоса используется. [1]

Другое использование [ править ]

Другой вид генератора частоты биений используется в качестве регулируемого генератора сигналов звуковой частоты. Сигнал стабильного генератора с кварцевым управлением смешивается с сигналом настраиваемого генератора; разница в звуковом диапазоне усиливается и отправляется на выходе генератора сигналов. Используя кварцевую и регулируемую частоты выше желаемой звуковой частоты, можно получить широкий диапазон настройки для небольшой настройки переменного генератора. [5] Хотя генератор частоты биений может выдавать выходной сигнал с низким уровнем искажений, два генератора должны быть очень стабильными, чтобы поддерживать постоянную выходную частоту. [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Ларри Вольфганг, Чарльз Хатчинсон (редактор), Справочник ARRL для радиолюбителей, шестьдесят восьмое издание , ARRL, ISBN  978-0872591684-9 , страницы 12-29,12-30
  2. ^ Дэвид Рутледж, Электроники радио , Cambridge University Press, 1999 ISBN 0521646456 страница 309 
  3. ^ Иногда, когда несущие импульсы достаточно сильны, чтобы блокировать нормальное статическое атмосферное «шипение» в приемнике, CW-сигналы можно было слышать без BFO как «импульсы» тишины. Однако это не был надежный метод приема.
  4. ^ Пол Хоровиц, Уинфилд Хилл "Искусство электроники 2-е изд." Издательство Кембриджского университета 1989 ISBN 0-521-37095-7 , стр. 898 
  5. ^ EG Lapham, Улучшенный генератор звуковой частоты RP367 , Журнал исследований Бюро стандартов, том 7 , Национальное бюро стандартов США, 1932 г., стр. 691 и далее.
  6. ↑ Фрэнк Спитцер, Барри Ховарт, Принципы современной аппаратуры , Холт, Райнхарт и Уинстон, 1972, ISBN 0-03-080208-3 , стр. 98 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Радиотелефон» , NEETS, Модуль 17 - Принципы радиочастотной связи . Интегрированное издательство, Серия учебных курсов по электротехнике.
  • «Голосовые режимы» , ARRL .